نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، شاهین شهر

2 استادیار دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

3 استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، شاهین شهر

چکیده

امروزه بیش از 80 درصد انرژی های تولیدی در جهان از سوخت های فسیلی بدست می آیند. بنابراین جستجو در استفاده از روش های نوین جهت بهره برداری از منابع انرژی نو مورد توجه می باشد. یکی از منابع مهم انرژی، آبها و دریاها می باشند. امواج دریا از منابع مهم تولید انرژی هستند که با استفاده از تکنولوژی و وسایل مدرن می توان آن را به انرژی مورد نیاز جهت مصارف مختلف تبدیل نمود. در این مقاله نیز با بهره گیری از این موضوع، به مدل سازی وسیله ای می پردازیم که بتوان از انرژی حاصل از امواج دریا و تبدیل آن به انرژی الکتریکی جهت مصارف مختلف استفاده نمود. این مبدل دارای دارای بویه استوانه ای شکل بوده و از حرکات هیو تولید انرژی می نماید. شبیه سازی معادلات ریاضی حاکم بر مبدل در محیط سیمولینک متلب انجام گرفته است و نتایج مدل سازی و تحلیل شامل جابجایی، سرعت، نیرو و توان مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Modeling and Analysis Point absorber For Buoy Wave Energy Converter Using Heave Motion

نویسندگان [English]

  • Mohammadreza Negahdari 1
  • H Dalayeli 2
  • M Moghaddas 3

چکیده [English]

Today, more than 80% of the produced energy in the world comes from fossil fuels. Therefore, the search of new methods is considered in order to use of new source energy. Sea is one of the most important sources of energy. The waves are the main sources of energy that by using technology and modern equipment, it can be converted into needed energy for different purposes. In this paper, according to this fact, the modeling of device is considered that can be used to model the energy of ocean waves into electrical energy for different goals. This device has a cylindrical buoy which uses heave motion in order to produce energy. The simulation of mathematic equations of the device has been done in Matlab Simulink and the results of modeling and analysis, including displacement, velocity, force and power has been considered.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wave Energy
  • Point absorber
  • Heave Motion
  • PTO Power
  • Matlab Simulink

[1] M. K. T. Hoen, “Modeling and Control of Wave Energy Converters”, MSC thesis, Norvegian University of Science and Technology, 2009.

[2] Antonio, F. de, O. Falcao, “Wave Energy Utilization: A Review of the Technologies”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 14, pp. 899-918, 2010.

[3] Antonio, F. de, O. Falcao., “Control Techniques for Wave Energy Converters”, PHD thesis, Instituto Politecnico de Coimbra, 2010.

[4] Drew, B., Plummer A. R. and Sahinkaya, M. N., “A Review of Wave Energy Converter Technology”, J. Power and Energy, Vol. 223, pp. 887-902, 2009.

[5] Hyeok J. K., Won S. R., Il-Hyoung Cho., Hyuck-Min Kweon, “Multi-objective Optimum Design of a Buoy for the Resonant-type Wave Energy Converter”, J Mar Sci Technol., Vol. 20, No. 1, pp. 53-63, 2014.

[6] Jeremiah, P., Liu Y. “Power Absorption Modeling and Optimization of a Point Absorbing Wave Energy Converter Using Numerical Method”, Journal of Energy Resources Technology, Vol. 136, pp. 1-8, 2014.

[7] Bret B., “On the Design, Modeling, and Testing of Ocean Wave Energy Converters”, PHD thesis, Oregon State University, 2014.

[8] Kelley, R., “Wave Energy Converter Design Tool for Point Absorbers with Arbitrary Device Geometry”, PHD thesis, Oregon State University, 2013.

[9] Yu. Y. H., Li. Y., “Reynolds-Averaged Navier–Stokes Simulation of the Heave Performance of a Two-Body Floating-point Absorber Wave Energy System”, J. Computers & Fluids, Vol. 73, pp. 104-114, 2014.

[10] مهدی نظری برنجکوب ، حسن قاسمی، ”طراحی دستگاه مبدل 10 کیلوواتی جاذب نقطه‌ای انرژی امواج دریا در منطقه عسلویه خلیج فارس“، نشریه انرژی ایران، دوره 14 شماره 3 پاییز 1390.

 [11] Robert K. P., “Modeling, Simulation, and Analysis of Two Hydraulic Power Take-off Systems for Wave Energy Conversion”, PHD thesis, 2013.

 [12] Muetze A., Vining J., “Ocean Wave Energy Conversion”, IEEE Annual Meeting Conference, Vol. 3, pp. 1-8, 2005.

 [13] Jacques du Plessis. “A Hydraulic Wave Energy Converter”, PHD thesis, March 2012.

[14] Scott K., “A Design Outline for Floating Point Absorber Wave Energy Converters”, Advances in Mechanical Engineering, 2014.

[15] Cretel, J. A., Lightbody, M. G., “Maximisation of Energy Capture by a Wave-Energy Point Absorber using Model Predictive Control”, Preprints of the 18th IFAC World Congress, 2011.

[16] Antonio, F. & de O, Falcao. “A Linear Quadratic Gaussian Approach for Power Transfer Maximization of a Point Absorber Wave ‌Energy Converter Electric Power Components and Systems”, 2015.

[17] Teillant, B., Gilloteaux, J. C. and Ringwood, J. V., “Optimal Damping Pro_le for a Heaving Buoy Wave Energy Converter”, PHD thesis, Norvegian University of Science and Technology‎, 2010.

[18] Paasch, R., “Time-Domain Modeling of Heaving Point Absorber Wave Energy Converters, Including Power Take-O and Mooring”, PHD thesis, 2011.

[19] Alexandr, I. Korotkin, “Added Masses of Ship Structures”, Springer Netherlands, 2009.

[20] Kurniawan, A., “Modelling and Geometry Optimization of Wave Energy Converters”, PHD thesis, Norvegian University of Science and Technology, 2013.

[21] مهدی نظری برنجکوب، محمود غیاثی، ”طراحی و تحلیل مبدلی جدید در استحصال انرژی امواج خلیج فارس“ ، دهمین همایش بین المللی انرژی، 1393.

 [22] گزارش نهایی طرح تحقیقاتی،” برآورد انرژی امواج و جزر و مد در سواحل ایران“، دفتر انرژی‌های نو وزارت نیرو، 1376